專利名稱：：含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜的制作方法含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜
背景技術(shù)：
：總的來說，本公開涉及聚合物薄膜。更具體來說，本公開涉及含有微層結(jié)構(gòu)的可壓熱的聚合物薄膜。共擠薄膜廣泛用于各種不同工業(yè)中，包括用于食品和醫(yī)用溶液包裝的容器。這些共擠薄膜能提供在使用或運(yùn)輸中抵抗損壞的韌度或能力。這些薄膜也能用來制造因應(yīng)使用要求且具有所需強(qiáng)度的可揭去密封，以及可以永久地封閉容器的永久性密封。此外，對于需要壓熱滅菌的醫(yī)學(xué)應(yīng)用來說，這些薄膜應(yīng)該能夠在121°C的壓熱滅菌的條件下維持薄膜的尺寸和強(qiáng)度。發(fā)明簡述本公開涉及含有微層結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜。在通用實(shí)施方案中，本公開提供了可壓熱的(autoclavable)薄膜，其包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間。第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在實(shí)施方案中，柔性聚合物的熔化溫度在大約70°C到大約120°C之間。在另一個實(shí)施方案中，柔性聚合物的熔化溫度在大約100°c到大約120°C之間。在實(shí)施方案中，可壓熱的薄膜含有至少十層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在另一個實(shí)施方案中，可壓熱的薄膜含有大約十層到大約兩千層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在另一可選實(shí)施方案中，可壓熱的薄膜含有大約十到大約兩千層的連續(xù)結(jié)構(gòu)，其中含至少一層第一種微層和至少一層第二種微層，它們可以以任何數(shù)量和任何次序排列。在實(shí)施方案中，耐熱聚合物是一種或多種的聚丙烯同聚物、聚丙烯無規(guī)共聚物、環(huán)烯烴共聚物或其組合。在實(shí)施方案中，柔性聚合物是一種或多種的彈性聚丙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯或其組合。柔性聚合物也可以是基本上線性的聚乙烯，采取乙烯_α烯烴塑性體、烯烴嵌段共聚物或其組合的形式。此外，柔性聚合物可以是乙烯共聚物。在可選實(shí)施方案中，第一種微層和第二種微層不包含聚氯乙烯(PVC)。在另一個實(shí)施方案中，本公開提供了含有表層、核心層和密封層的可壓熱的薄膜。核心層包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間，第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。表層和密封層可以包含材料例如聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯同聚物、尼龍、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物、共聚醚酯、或其組合。在實(shí)施方案中，表層和/或密封層采用一個或多個微層的形式，這些微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在另一個實(shí)施方案中，本公開提供了含有第一個表層、核心層和第二個表層的薄膜。第一個表層和/或第二個表層也可以采用一個或多個微層的形式，這些微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在可選實(shí)施方案中，本公開提供了制造可壓熱的薄膜的方法。方法包括將耐熱聚合物的第一種微層以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層進(jìn)行共擠出，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間。第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。本公開的優(yōu)點(diǎn)是提供了可壓熱而不起皺的改進(jìn)的非阻隔薄膜。本公開的另一個優(yōu)點(diǎn)是提供了改進(jìn)的非PVC薄膜。本公開的另一個優(yōu)點(diǎn)是提供了用于聚合物薄膜的改進(jìn)的核心層。本公開的另一個優(yōu)點(diǎn)是提供了制造非PVC薄膜的改進(jìn)的方法。其他的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)描述在本文中，它們從下面的詳細(xì)說明和附圖中將變得顯而易見。附圖簡述圖1是本公開的實(shí)施方案中的微層結(jié)構(gòu)的橫截面圖。圖2是本公開的實(shí)施方案中含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜的橫截面圖。FIG.3A和3B顯示了表1和2的微層薄膜的物理性質(zhì)。圖4是顯示了本公開的實(shí)施方案中含有交替微層結(jié)構(gòu)的兩種薄膜，與含有與相應(yīng)微層結(jié)構(gòu)相同的材料的混合物的兩種薄膜的比較圖(楊氏模量(E’)對溫度)。圖5是顯示了本公開的實(shí)施方案中含有交替微層結(jié)構(gòu)的兩種薄膜，與含有與相應(yīng)微層結(jié)構(gòu)相同的材料的混合物的兩種薄膜的比較圖(楊氏模量(E’)對溫度)。圖6是顯示了本公開的實(shí)施方案中含有交替微層結(jié)構(gòu)的兩種薄膜，與含有與相應(yīng)微層結(jié)構(gòu)相同的材料的混合物的兩種薄膜的比較圖(楊氏模量(E’)對溫度)。詳細(xì)描述本公開涉及含有微層結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜。微層結(jié)構(gòu)包含超薄聚合物層的組合，可以被設(shè)計(jì)成為具有改進(jìn)的性質(zhì)的聚合物薄膜。微層結(jié)構(gòu)可以用作光學(xué)薄膜，選擇性過濾或反射特定波長的光。可壓熱的薄膜也可以具有在使用和運(yùn)輸中抵抗損壞的韌度或能力。本申請人意外地發(fā)現(xiàn)，熔化溫度低于壓熱滅菌溫度(例如121°C)的柔性聚合物材料，當(dāng)用作微層結(jié)構(gòu)的一部分時，可以成功地用于生產(chǎn)可壓熱的薄膜。例如，對于包括壓熱過程的醫(yī)學(xué)應(yīng)用來說，薄膜可經(jīng)受在121°C的壓熱，同時維持薄膜的尺寸、強(qiáng)度和幾何形狀而沒有外觀上的起皺。在圖1顯示的通用實(shí)施方案中，本公開提供了可壓熱的薄膜10，其包含耐熱聚合物的第一種微層12，以及附著于第一種微層12上的柔性聚合物的第二種微層14，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間。第一種微層12和第二種微層14的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在可選實(shí)施方案中，柔性聚合物的熔化溫度可以低于標(biāo)準(zhǔn)壓熱溫度，包括例如低于大約120°C、115°C、110°C、105V、100"C>95"C>90"C>85"C>80"C>75"C>70"C>65"C>60V等。在實(shí)施方案中，柔性聚合物的熔化溫度在大約70°C到大約120°C之間。在實(shí)施方案中，柔性聚合物的熔化溫度在大約100°C到大約120°C之間。在實(shí)施方案中，可壓熱薄膜包含至少十層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。薄膜還可以含有大約十到大約兩千的第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方案中，可壓熱薄膜可以含有大約十到大約兩千層的連續(xù)結(jié)構(gòu)，其中含至少一層第一種微層和至少一層第二種微層，該第一種微層和第二種微層可以以任何數(shù)量和任何次序排列。在實(shí)施方案中，第一種微層和/或第二種微層不包含任何PVCS。耐熱聚合物可以是例如聚丙烯同聚物、聚丙烯無規(guī)共聚物、環(huán)烯烴共聚物、或其組合.柔性聚合物可以是例如彈性聚丙烯、低密度聚乙烯(例如基本上線性的密度低于0.90的聚乙烯)、超低密度聚乙烯，或其組合。柔性聚合物也可以是基本上線性的聚乙烯，采取乙烯-α烯烴塑性體、烯烴嵌段共聚物或其組合的形式。可選地，柔性聚合物可以是乙烯與不飽和羧酸或羧酸酯例如乙酸乙烯酯(EVA)、丙烯酸甲酯(EMA)或丙烯酸(EAA)的共聚物。適合的乙烯聚合物的熔化溫度高于大約50°C。適合的聚丙烯無規(guī)共聚物包括由FlintHillsResources在商標(biāo)名HUNTSMAN下，以及Borealis在商標(biāo)名B0REALIS和TOTAL下銷售的那些。適合的聚丙烯同聚物包括由FlintHillsResources在商標(biāo)名HUNTSMAN下銷售的那些。適合的低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯包括由DowChemicalCompany在商標(biāo)名AFFINITY和ENGAGE下銷售的那些。適合的烯烴嵌段共聚物包括由DowChemicalCompany在商標(biāo)名INFUSE下銷售的那些。除了第一種和第二種微層之外，微層薄膜還可以包含一個或多個附加的層。在可選實(shí)施方案中，本公開提供了可壓熱薄膜20，其含有表層22，附著于表層22上的核心層24，以及附著于核心層24上的密封層26。核心層24包含耐熱聚合物的第一種微層以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間。第一種微層和第二種微層厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。表層和/或密封層也可以采用一層或多層微層的形式，其中微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在另一個實(shí)施方案中，表層和/或密封層的厚度超過大約10微米。此外，密封層可以具有用作可揭去密封層或永久性密封層、例如作為多室容器的部分所需的性質(zhì)。在可選實(shí)施方案中，本公開提供了含有第一個表層、附著于第一個表層上的核心層以及附著于核心層上的第二個表層的薄膜。核心層含有在前面提到的實(shí)施方案中描述的微結(jié)構(gòu)層。第一個表層和/或第二個表層也可以采用一層或多層微層的形式，這些微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。在實(shí)施方案中，第一個表層和/或第二個表層的厚度超過大約10微米。表層可以包含適合的表層材料，例如一種或多種聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯同聚物、尼龍、苯乙烯_乙烯_丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、共聚醚酯、或其組合。密封層可以包含適合的可密封材料，例如一種或多種聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯同聚物、尼龍、苯乙烯-乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物、共聚醚酯、或其組合。薄膜還可以含有一個或多個連接層，將表層和密封層中的至少一個附著于含有微層的核心層上。適合的聚丙烯無規(guī)共聚物包括由FlintHillsResources在商標(biāo)名HUNTSMAN下，以及Borealis在商標(biāo)名B0REALIS和TOTAL下銷售的那些。適合的聚丙烯同聚物包括由FlintHillsResources在商標(biāo)名HUNTSMAN下銷售的那些。適合的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物包括由KratonPolymers在商標(biāo)名KRATON下銷售的那些。適合的尼龍包括由EMS在商標(biāo)名GRIV0RY和GRILON下銷售的那些。正如前面討論的，改進(jìn)共擠薄膜的韌度和耐熱性的一種方法，是包含微層結(jié)構(gòu)作為具有一個或多個表層和/或密封層的薄膜的核心層或中間層。在可選實(shí)施方案中，核心層可以包括下列·相互交替的聚丙烯(PP)微層與超低密度聚乙烯(ULDPE)微層。PP微層由于其熔點(diǎn)高于121°C而為薄膜提供了改進(jìn)的可壓熱性。ULDPE微層可以包括基于乙烯-α烯烴的塑性體，烯烴嵌段共聚物(OBC’s，例如INFUSE[供應(yīng)商Dow])等，提供了高的柔性和韌度?！は嗷ソ惶娴腜P微層與PP彈性體微層。PP彈性體例如ExxonMobilVISTAMAXX或DowVERSIFY是全同立構(gòu)的聚丙烯，具有較小和較少的晶體，適合于彈性性能，其有助于薄膜的柔性和韌度?！は嗷ソ惶娴沫h(huán)烯烴共聚物(COC)微層與ULDPE微層。COC微層例如TOPAS6013F_04(供應(yīng)商TopasAdvancedPolymers)提供了優(yōu)異的透明度，以及可壓熱性?！は嗷ソ惶娴腃OC微層(例如TOPAS6013F-04)與PP彈性體微層。微層的厚度各自都在大約0.01到大約10微米之間。微層能夠提供在121°C下的可壓熱性而不起皺，優(yōu)異的透明度和高的韌度。在可選實(shí)施方案中，本公開提供了制造可壓熱薄膜的方法。方法包括將耐熱聚合物的第一種微層以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層進(jìn)行共擠出。柔性聚合物的熔化溫度可以在大約50°C到大約120°C之間。第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。第一和第二種微層可以使用任何適合的工藝方法進(jìn)行擠出，例如微擠出技術(shù)。微層結(jié)構(gòu)也可以使用任何適合的工藝方法，與其他層例如表層或密封層進(jìn)行共擠出。實(shí)施例通過示例而非限制，下面的實(shí)施例對本公開的各種不同實(shí)施方案進(jìn)行了說明。在本文中描述的百分率是重量百分率，除非另有說明。實(shí)施例1在表1和2中顯示的實(shí)驗(yàn)性薄膜具有0.5到10微米的微層厚度。表1具有A/B結(jié)構(gòu)的微層薄膜表2作為用于多層薄膜的核心層的微層結(jié)構(gòu)(A/B)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在表1和2中，A/B厚度表示單個微層A和微層B加在一起的合并厚度。在括號中顯示的百分率表示微層A或微層B各自的重量百分率，也對應(yīng)于微層A和微層B的厚度相對于合并厚度A/B百分率。對于表2來說，表層之一可以用密封層代替，以提供薄膜在熱、無線電頻率、超聲等下的可密封性。在表1和2中使用的聚合物的關(guān)鍵性質(zhì)列于表3中。圖3A和3B列出了表1和2的微層薄膜的物理性質(zhì)。表3在表1和2中列出的薄膜結(jié)構(gòu)中使用的聚合物的關(guān)鍵特性<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖4-6是顯示了本公開的實(shí)施方案中含有交替微層結(jié)構(gòu)的兩種薄膜，與含有與相應(yīng)微層結(jié)構(gòu)材料相同的材料的混合物的兩種薄膜的楊氏模量(E’)對溫度的比較圖。薄膜由耐熱聚合物與柔性聚合物的微層相互交替制成。對比薄膜使用含有與微層結(jié)構(gòu)相同比率的耐熱聚合物和柔性聚合物的聚合物混合物制成，只是它們不具有微層結(jié)構(gòu)。正如在圖4-6中看到的，含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜具有改進(jìn)的耐熱性或在121°C下的可壓熱性。當(dāng)溫度升高時，含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜與含有相應(yīng)的非微層結(jié)構(gòu)形式的聚合物混合物的薄膜相比，在壓熱溫度或以上能夠更好地保持它們的尺寸和強(qiáng)度。應(yīng)該理解，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的專業(yè)人員來說，對本文描述的目前優(yōu)選的實(shí)施方案的各種改變和修改將是顯而易見的?？梢赃M(jìn)行這樣的改變和修改，而不背離本發(fā)明的主題的精神和范圍，也不減少其目的優(yōu)點(diǎn)。因此，隨附的權(quán)利要求書中旨在覆蓋這樣的改變和修改。權(quán)利要求可壓熱的薄膜，包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50℃到大約120℃之間，第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。2.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物的熔化溫度在大約70°C到大約120°C之間。3.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物的熔化溫度在大約100°C到大約120°C之間。4.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其含有至少十層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。5.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其含有大約十到大約兩千層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。6.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其含有大約十到大約兩千層且含至少一層第一種微層和至少一層第二種微層的連續(xù)結(jié)構(gòu)。7.權(quán)利要求1的薄膜，其中耐熱聚合物選自聚丙烯同聚物、聚丙烯無規(guī)共聚物、環(huán)烯烴共聚物、及其組合。8.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物選自彈性聚丙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯與不飽和羧酸或不飽和羧酸酯的共聚物、及其組合。9.權(quán)利要求8的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物包含基本上線性的聚乙烯，所述聚乙烯選自乙烯-α烯烴塑性體、烯烴嵌段共聚物及其組合。10.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其還包含至少一個有別于第一種和第二種微層的附加層。11.權(quán)利要求1的可壓熱的薄膜，其中第一種微層和第二種微層不包含聚氯乙烯。12.可壓熱的薄膜，其包含表層；核心層，其包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間，第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)；以及密封層。13.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中表層包含選自聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯同聚物、尼龍、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物、共聚醚酯、及其組合的材料。14.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中密封層包含選自聚丙烯無規(guī)共聚物、聚丙烯同聚物、尼龍、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物、共聚醚酯、及其組合的材料。15.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其含有至少十層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。16.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其含有大約十到大約兩千層第一種微層和第二種微層相互交替的連續(xù)結(jié)構(gòu)。17.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中耐熱聚合物選自聚丙烯同聚物、聚丙烯無規(guī)共聚物、環(huán)烯烴共聚物、及其組合。18.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物選自彈性聚丙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯與不飽和羧酸或不飽和羧酸酯的共聚物、及其組合。19.權(quán)利要求18的可壓熱的薄膜，其中柔性聚合物是基本上線性的聚乙烯，所述聚乙烯選自乙烯_α烯烴塑性體、烯烴嵌段共聚物、及其組合。20.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中第一種微層和第二種微層不包含聚氯乙烯。21.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中表層和密封層中的至少一個采取微層的形式，微層的厚度在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。22.權(quán)利要求12的可壓熱的薄膜，其中密封層可用作可揭去密封或永久性密封。23.可壓熱的薄膜，其包含第一個表層；核心層，其包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間，第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)；以及第二個表層。24.權(quán)利要求23的可壓熱的薄膜，其中第一個表層和第二個表層中的至少一個采取微層的形式，微層的厚度在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。25.制造可壓熱的薄膜的方法，該方法包括將耐熱聚合物的第一種微層以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層進(jìn)行共擠出，該柔性聚合物的熔化溫度在大約50°C到大約120°C之間，第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。全文摘要本發(fā)明提供了含有微層結(jié)構(gòu)的薄膜。在通用實(shí)施方案中，本公開提供了可壓熱的薄膜，其包含耐熱聚合物的第一種微層，以及附著于第一種微層上的柔性聚合物的第二種微層。第一種微層和第二種微層的厚度各自都在大約0.01微米到大約10微米的范圍內(nèi)。文檔編號B32B27/08GK101815617SQ200880110199公開日2010年8月25日申請日期2008年10月2日優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日發(fā)明者托馬斯·約翰·邁爾斯,羅應(yīng)成,莫-清·奧利弗·常,邁克爾·冬-奎格·凌申請人:巴克斯特國際公司;巴克斯特醫(yī)療保健股份有限公司